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智能时代的教育革新:人工智能在小学数学教学中的应用
摘要:人工智能技术在新时代教育变革中,成为促使小学数学教学模式革新转型的关键力量,同时还促使了教学范式从“传统框架”向“智能化路径”深刻转变。[1]对此本文聚焦于在小学数学教学领域中深入应用人工智能的重要意义,从结合教学设计整合教学资源,融入课堂教学提升教学质效和个性智能监测满足学习需求等三个方面深入探讨了人工智能技术在小学数学教学领域内的具体实践与应用现状。
关键词:人工智能;小学数学;实践应用
引言:随着智能时代到来,人工智能在全球竞争格局中占据了举足轻重的地位,已然成为各国竞相发展的新兴领域。鉴于我国人工智能领域专业人才供不应求的现状,强化数学教育基础并在义务教育阶段由课堂教学引入人工智能知识,对于全面提升青少年群体的综合素养具有深远的战略意义,这种智能化教学模式不仅会极大地提高学生的数学学习效率与效果,更能够激发小学数学教育的创新活力,并以此推动教育体系的持续进步与发展。
一、人工智能应用在小学数学教学中的意义
(一)人机协同推动了教学环境的全面革新。
人工智能技术的引入将深刻重塑数学课程中的重要教学场景,包括课堂与校园环境的数字化转型与智能化升级,将打造线上线下无缝融合和课内外有效衔接的智能化教学环境。[2]有如AI与HI的紧密合作便能够极大地提升教学环境的个性化定制能力,为构建科技化多样化包容化的学习环境提供了坚实支撑。
(二)人工智能促进了学生学习方式的根本性转变。
人工智能的应用为学生个性化学习与创新思维的培养开辟了新路径。在传统教育体系中技术对学生学习支持的局限性如单一、落后且负担重等在日益凸显,而人工智能则能根据学生个性化需求,及时做到根据学生动态生成定制化学习方案,为学生提供沉浸式学习体验,并实时跟踪学习进展,从而激发学生潜能促进其全面发展。
(三)人工智能还革新了教学评价机制。
教学评价借助人工智能技术将实现从单一向多元、从结果向过程的转变,评价手段相较过去会更加丰富多元,教学评价的过程也会更加科学严谨,评价结果则会更加精准可靠。智能教学助手与评测系统的协同工作,为学生提供了个性化学习诊断与即时干预,实现了规模化教学与个性化辅导的有机结合。
二、人工智能应用在小学数学中的教学策略
(一)结合教学设计,整合教学资源
在小学数学教学中将人工智能引入于教学设计领域,能够显著性优化数学教学资源的配置与学生的学习时间管理,帮助教师精准识别并应用最合适学生的教学策略。
以北师大版数学教材中“分数的意义”一课教学为例,教师通过采用AI技术对既往学生的学习数据进行深度挖掘,包括分数概念的掌握情况、常见误区和知识挑战重难点等,能够借助人工智能技术一键生成详细的分析报告,为教师直观呈现出学生当前学习状态的全面图景。比如报告中可能会揭示部分学生对分数等价性的认知模糊,另一部分则在分数运算上遭遇瓶颈等等,教师可依据此类精准反馈而针对性地识别分数一课中的教学难点,从而设计出更具实效性的教学干预措施。紧接着人工智能系统还可以基于学生的数据分析,为教师进行智能性匹配并推荐个性化的教学资源,而这教学资源中将涵盖多方面的教辅材料、视频讲解和互动练习题等,可以一次性满足不同层次学生的数学学习需求。针对分数概念理解薄弱的学生,智能系统将推荐侧重于基础概念逻辑理解的直观视频教程;而对于已掌握分数基础的学生,则会提供其进阶的互动性练习,以促进知识的深化与迁移。在这一过程中教师可随时随地根据AI推荐的资源灵活调整教学计划,确保教学活动更加贴近学生实际,实现个性化与高效教学的双重目标。
(二)融入课堂教学,提升教学质效
传统课堂教学模式侧重于单向讲授与黑板板书,往往会显得课堂教学较为机械且缺乏互动性,这难以充分激发学生的主动性与学习兴趣。相比之下教学中人工智能技术的融入,则会为课堂带来智能教学软件与在线学习平台等创新工具,这极大地丰富了教师的教学手段,使得课堂教学更加生动有趣且高效。
以“图形的运动”教学为例,教师可借助智能互动教学软件来直观展示以时针为代表的图形运动基本概念及相关知识。通过软件内置的动态展示与实时模拟功能,学生能够直观观察时钟中时针、分针和秒针的运动原理,学习时间的读取方法以及时间间隔的旋转角度计算技巧,从而深化对图形运动概念的理解。除此之外,教师还能利用在线教学平台或应用程序,即时监测学生的学习进展与理解程度,并通过设置线上互动式问答和在线测验等环节,及时并有效评估学生对图形运动知识点的掌握情况,还能根据学生的反馈进行及时调整,确保教学内容的针对性和有效性。这种即时性的反馈机制有助于构建以学生为中心的教学环境,促进每位学生都能在适合自己的节奏下进步成长。
(三)个性智能监测,满足学习需求
课后巩固环节不仅能够有效强化知识记忆、深化理解层次,还是提升学习效能与学业成就的关键步骤。[3]由于当前是以课后习题布置作为主流复习手段,这一手段虽具有一定效用,但对学生的自我管理能力有较高要求,并且在时间上难以确保教师与家长的即时监督,而人工智能技术的融入则为优化课后巩固过程提供了新的视角。智能学习平台或应用程序,这些系统能够依托对学生学习数据与表现的全面采集与分析,精准把握每位学生的个性化学习需求、能力层级及偏好倾向,从而量身定制练习与作业内容,使得不同学生的个性化教学策略将得以更精确高效地实施。比如系统会根据学生的当前学习状态与能力水平进行智能匹配适宜难度的练习题目,既为高水平学生提供进阶挑战,促进知识拓展与深化,也为基础薄弱学生设计巩固性练习,确保基础知识的牢固掌握。同时系统还能根据学生学习进度的动态变化,灵活调整练习与作业的难度梯度与数量配置,以确保学习内容始终贴合学生的个性化发展需求,促进学习效果的持续优化与提升。
结束语:综上所述,人工智能技术的快速进步为小学数学教育领域带来了创新性的变革,在小学数学课程的教学中,教师可以在教学前中后期积极地融入人工智能技术,利用其独特优势,有效简化部分重难点数学知识的复杂性,进而增强学生的知识吸收能力,以人工智能技术为媒介来加速学生适应现代社会发展步伐的进程,确保学生能够更加稳健地提升个人数学素养,为其未来的全面发展奠定坚实基础。
参考文献:
[1]龚炜博.以AI技术在教育领域的应用浅析人工智能对未来教育的影响[J].中国战略新兴产业,2018(8):51+53.
[2]盛海迪,唐斌.人工智能视域下的小学数学教学分析与模式设计[J].教学与管理,2023(11):36-39.
[3]虞秀云,杨梦欢,熊超.精准教学视域下数学课堂教学的优化[J].教学与管理,2023(21):67-71.